中国工况下新能源汽车有什么运行特征？
2017-02-17
新能源汽车与传统汽车的动力系统截然不同，其在中国工况下的运行特征关系到未来如何评测新能源汽车的能耗。2月10日，在天津中国汽车技术研究中心召开的“中国工况”2016年度进展报告会上，中汽中心周博雅博士向大家汇报了新能源车运行技术特征评价。
分析方法
新能源汽车突出一个“新”字，虽然其动力系统不同，但与传统汽车有着紧密的联系。因此，分析新能源汽车时无法撇开传统汽车。项目组于2015年8月完成的方法论包括了新能源汽车的分析方法。周博雅表示，传统汽车的分析方法同样适用于新能源汽车，不过，由于动力系统存在区别，新能源汽车的特征需要单独进行分析。对此，周博雅认为：“项目组围绕车辆的关键技术展开分析，选择不同的视角对相关指标进行评价，包括宏观、出行链和运动片段等。”
宏观是新能源车队层面的总体出行、能耗（油耗）特征；出行链是对充电行为和出行行为的耦合特征进行分析；运动片段则是对车辆的动力学信息进行整合。
充电出行链指的是一次充电到下一次充电前所有的出行和停留。它的分析参数包括时间、地理信息、里程、速度、能耗（油耗）等，分析维度包括出行链和每一次出行，在此过程中项目组提取用户个体行为特征。“进一步叠加能耗和用户充电行为，就可以刻画纯电动车和插电式混合动力汽车的个体充电行为。”周博雅说。
片段不仅包含重要的运动特征，还包含相应的区域、季节、时段、地理信息、空调等条件参数与能耗（油耗）、动力性能、新技术应用等技术参数。项目组分析并比较技术指标在不同条件下的趋势差异。“片段特征非常丰富，可以基于不同的约束条件对片段再组合、再分析实现数据挖掘。”周博雅说。
运动片段的技术特征
为了分析运动特征，中国工况项目组组建了丰富的新能源车数据采集车队，包含国内主流的轻型、重型车，动力类型包括纯电动车和插电式混合动力车。据周博雅介绍，新能源车累计采集了140余万公里的行驶数据。
由于新能源车和传统车共用道路资源，二者总体特征有很高的相似度。速度分布方面，最大速度为110km/h，50%的采样速度低于30km/h，75%的采样速度低于50km/h；在加速过程中，最大加速度5.7m/s2，平均正加速度0.61±0.09m/s2；在减速过程中，最大负加速度-7.7m/s2，平均负加速度0.65m/s2。“从结果上来看，新能源车加速过程的加速度比传统车要大一些。”周博雅说。
从加速度的分布来看，加速度分布规律与速度区间密切相关。平均加速度随速度区间增大而降低，加速度最大边界随速度区间增大向原点收敛，各区间负加速度值较正加速度值更高。周博雅说：“z6尊龙凯时注意到一个现象，新能源汽车平均正加速绝对值、平均值都比传统车大一些。”
加减速是日常运行最常见的一个运动形态。新能源汽车加速比重较高，平均达到37%，减速过程约为35%，巡航比例介于15%~30%，而传统车平均约为33%。随着最大速度的增加，新能源汽车的巡航比例有增大趋势。由于高速、超高速的样本量比较小，部分车型存在差异。
在整体上，新能源汽车的使用频率较高。私家车月均活动20天以上，公务车的使用率相对较低，平均低于15天。电动汽车的日均行驶里程低于常规车，插混私家车日均里程为27~30公里。
续驶里程是大家极为关心的问题。数据统计显示，纯电动车的充电策略是里程触发和机会触发的结合，70%车辆的续驶里程集中在30~90公里。很多电动车之所以在很短的续驶里程就需要充电，或许是充电机会触发的缘故。
据周博雅介绍：“有两个现象值得注意，某品牌纯电动车的月均最大续驶里程集中在110~150公里；车龄比较长的车，最大续驶里程充电比较低。插混车用户充电意愿很高。在实际运行中，80%的用户选择在低于40公里时进行充电，还有部分用户在40公里以后充电，另外一部分人甚至在低于10公里时才充电。”
插混车续驶里程可覆盖日常短途出行。纯电动覆盖率平均为60%，最高可以达到85%，基本等同于纯电动汽车，样本车型中最低也能覆盖40%。
项目组对新能源汽车的电耗分析从三个层次进行，宏观月度电耗、温度影响和速度影响。从数据来看，加速度的电耗是百公里平均为25~26度电，观测到的电动汽车百公里电耗分布为10~40度电，差异很大。
同时，速度特征对于电动车电耗也有显著影响。对于纯电动车而言，电耗随着速度区间增加而快速下降，高速通行较城区可降低50%，插混车除速度影响外，高速段发动机介入，电耗下降更明显。
里程焦虑的技术特征
在日常生活及新闻报道中，人们常提到电动车里程焦虑的问题。由于担心里程短，有人开车时常看剩余电量还有多少，还有人担心车辆的空调耗电量较大从而导致电池“掉”电太快，这都是里程焦虑的表现。
里程焦虑如此重要，它有什么技术特征呢？周博雅说：“项目组重点分析了电池剩余电量（SOC）和空调开启带来的影响，这两者都与里程焦虑密切相关。”
对于纯电动车来说，充电起始SOC反映用户里程焦虑程度如下，80%的出行链选择在SOC为20%~60%时充电，只有8%的出行链深度放电至20%以下。充电结束SOC反映充电机会充裕度如下，64%的出行链充电至100%，10%的出行链不能保证足够的充电时长。
对插混车来说，SOC起始分布较纯电动汽车更加离散，最大区间为10~20%，深度放电的比重远高于纯电动汽车，插混车用户没有出现充电焦虑。
空调对新能源汽车的影响非常大，项目组对于空调的使用格外重视。从数据来看，低速段制冷开启的时间比例为30%~60%，高速出行开空调概率比城区低速时更高。“从结果来看，开空调是影响电动车电耗的重要因素，速度比较低的时候，空调开启可导致电耗率上浮50%以上。”周博雅说。
新能源汽车大多都有制动能量回收功能，对增加续驶里程有重要作用，项目组对此也进行了详细调查。数据显示，制动能量回收可以使总体里程延长率达到20%左右，在低速段里程，延长率平均为17%，中速、高速段里程延长率可增加至20~30%。
目前，中国工况的方法论及数据采集工作已完成，在运行特征技术分析的支撑下，项目组构建了初步的中国工况。下一步中国工况将进入验证阶段，这是2017年上半年的工作重点。历时3年的中国工况研究也将在2017年结题。
